Χρονομηχανές ή επανακτώντας τον «χαμένο» χρόνο

Αν ανατρέξει κανείς στην ιστορία των ανθρώπινων ιδεών σχετικά με τον χρόνο θα διαπιστώσει ότι μέσα σε τρεις χιλιετίες υπήρξε μια σαφής μετάβαση από τον κυκλικό χρόνο των αρχαίων Ελλήνων στον γραμμικό και τελεολογικό χρόνο των Εβραίων και των χριστιανών, και από αυτόν στον σύγχρονο μαθηματικοποιημένο και τελικά άχρονο χρόνο της κλασικής φυσικής.

Τι σχέση όμως μπορεί να έχει η εύπλαστη υποκειμενική εμπειρία του χρόνου, που οι άνθρωποι ανέκαθεν βίωναν στην καθημερινή ζωή τους, με τον «απανθρωποποιημένο», δηλαδή τον μαθηματικοποιημένο και μετρήσιμο χρόνο της σύγχρονης επιστήμης;

Η απάντηση σ’ αυτό το ερώτημα δεν είναι διόλου αυτονόητη, αφού κάθε αντικειμενική περιγραφή της επιστήμης στηρίζεται, εξ ορισμού, πάνω στη μελέτη επαναλαμβανόμενων, δηλαδή α-χρονικών φαινομένων. Πώς λοιπόν θα μπορούσε να νομιμοποιηθεί επιστημονικά η μελέτη φαινομένων «μοναδικών» και ανεπανάληπτων στον χρόνο;

Επιστημονικά αδιέξοδα στη σύλληψη του χρόνου

Στις 6 Απριλίου του 1922, στο Παρίσι, στην περίφημη Φιλοσοφική Εταιρεία, συναντήθηκαν δύο μεγάλοι στοχαστές, ο φυσικός Αλμπερτ Αϊνστάιν και ο φιλόσοφος Ανρί Μπερξόν, για να ανταλλάξουν απόψεις γύρω από το αίνιγμα του χρόνου.

Στο επίμονο ερώτημά του, αν ο χρόνος όπως περιγράφεται από τη θεωρία της σχετικότητας, και συνεπώς από τη σύγχρονη φυσική, έχει να κάνει με τον χρόνο όπως τον βιώνουν καθημερινά οι άνθρωποι, ο Μπερξόν έλαβε από τον Αϊνστάιν την ακόλουθη απάντηση: «Το ερώτημα τίθεται ως εξής: ο χρόνος του φιλοσόφου είναι ίδιος με τον χρόνο του φυσικού;». Και προς μεγάλη απογοήτευση του Μπερξόν, ο δημιουργός της θεωρίας της σχετικότητας θα απαντήσει απερίφραστα: «Μόνο η επιστήμη λέει την αλήθεια και κανένα υποκειμενικό βίωμα δεν μπορεί να διασώσει ό,τι αρνείται η επιστήμη»!

Σε αυτήν την ατελέσφορη προσπάθεια διαλόγου ανάμεσα σε έναν μεγάλο φυσικό επιστήμονα και έναν εξίσου μεγάλο φιλόσοφο αποτυπώνεται η θεμελιώδης διαφωνία σχετικά με τη φύση του χρόνου και την επίδρασή του στο Σύμπαν: ο χρόνος όπως περιγράφεται από τους βασικούς νόμους της δυναμικής του Νεύτωνα, αλλά και από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, είναι γραμμικός, ομοιότροπος και συμμετρικός ως προς το παρελθόν και το μέλλον, είναι δηλαδή αντιστρεπτός.

Ο φυσικός χρόνος, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο, δεν κυλάει προς κάποια κατεύθυνση και δεν παράγει ποτέ τίποτα νέο. Οπως το έθεσε ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφ’ εαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…».

Με άλλα λόγια, η υποκειμενική εμπειρία του χρόνου που βιώνουν οι άνθρωποι, για τον Νεύτωνα (αλλά και την κλασική επιστήμη συνολικά) είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον απόλυτο κοσμικό χώρο και χρόνο. Αποψη που, παραδόξως, αιώνες μετά συμμερίζεται και ο Αϊνστάιν, ο βασικός υπαίτιος της «δολοφονίας» της έννοιας του απόλυτου χρόνου στη σύγχρονη φυσική!

Πράγματι, όπως θα εκμυστηρευθεί ο ίδιος ο Αϊνστάιν σε ένα περίφημο γράμμα του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και σε μέλλον αποτελεί μόνο μια ψευδαίσθηση, μολονότι πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση»!

Για τον πατέρα της θεωρίας της σχετικότητας ο χρόνος δεν είναι τίποτα άλλο από μία επιπλέον μαθηματική παράμετρο στην περιγραφή του φυσικού κόσμου, μία διάσταση στο ενοποιημένο τετραδιάστατο συνεχές που σήμερα ονομάζεται «χωρόχρονος». Προσβλέποντας στην αντικειμενική περιγραφή του χρόνου η φυσική οδηγήθηκε στην εξάλειψή του.

Πώς εξηγείται αυτό το παράδοξο; Τόσο για τη νευτώνεια δυναμική όσο και για τη σχετικιστική φυσική, ο χρόνος δεν είναι δημιουργική δύναμη αλλά μόνο μία διάσταση στη μαθηματική περιγραφή της κίνησης των υλικών σωμάτων, η οποία μπορεί να παίρνει είτε θετικές είτε αρνητικές τιμές (η χρονική αντιστροφή από το t στο -t), μπορεί δηλαδή να ρέει ελεύθερα από το παρελθόν προς το μέλλον (και αντίστροφα), χωρίς αυτό να επηρεάζει ουσιαστικά τις βασικές εξισώσεις της δυναμικής που περιγράφουν τη συμπεριφορά και τις μεταβολές των υλικών αντικειμένων.

Με άλλα λόγια, το παράδοξο προκύπτει από τη θεμελιώδη φυσική και, κατά βάθος, μετα-φυσική παραδοχή περί συμμετρότητας ή αντιστρεπτότητας του χρόνου.

Αν όμως «ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια», όπως κατ’ επανάληψη υποστήριξε ο Αϊνστάιν, τότε γιατί μας φαίνεται ατελείωτος όταν πλήττουμε και αδυσώπητος όταν γερνάμε; Ποιοι νευροψυχολογικοί μηχανισμοί επιτρέπουν στους περισσότερους ανθρώπους να έχουν μια «ακριβή» αίσθηση του χρόνου; Χάρη στις πρωτοποριακές έρευνες των νευροεπιστημών, αρχίζουμε να κατανοούμε τόσο τους ψυχολογικούς όσο και τους εγκεφαλικούς μηχανισμούς που ρυθμίζουν ή απορρυθμίζουν το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο.

Ολοι έχουμε διαπιστώσει ότι η αίσθησή μας του χρόνου εξαρτάται και επηρεάζεται από την ψυχολογική μας διάθεση ή από τη νοητική μας κατάσταση. Για παράδειγμα, ενώ ο χρόνος διάρκειας ενός ονείρου είναι μόλις λίγα λεπτά, έχουμε την εντύπωση ότι διήρκεσε πολλές ώρες. Επίσης, το αλκοόλ, το όπιο και ο έρωτας μπορούν να μας δημιουργούν μια ανάλογη ψευδαίσθηση διαστολής ή συστολής του βιωμένου χρόνου.

Ταξίδια στον χρόνο με την εγκεφαλική χρονομηχανή

Η εντύπωσή μας ότι ο ανθρώπινος χρόνος «ρέει», «κυλά» και «φεύγει» με διαφορετικούς ρυθμούς είναι στην πραγματικότητα μια «μεταφορά» ή, ενδεχομένως, μια αληθοφανής ψευδαίσθηση. Και το γεγονός ότι αυτή η μεταφορά μάς φαίνεται τόσο ρεαλιστική οφείλεται στο ότι η «πραγματικότητά» της διαμορφώνεται και εξαρτάται από ενδογενείς νευρολογικούς μηχανισμούς, οι οποίοι παραμένουν αδιαφανείς στην καθημερινή μας εμπειρία. Εξάλλου, γενικότερα, τόσο οι λεγόμενες «μεταφορές» όσο και οι «ψευδαισθήσεις» μας δεν είναι σχεδόν ποτέ αυθαίρετες, αφού, κατά κανόνα, προκύπτουν από κάποια δομικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του ανθρώπινου νου.

Εκτός από τα αφηρημένα μαθηματικά μοντέλα σχετικά με τη φύση του κοσμικού χρόνου, τα τελευταία χρόνια έχουν αρχίσει να αναπτύσσονται, στη βάση συγκεκριμένων πειραμάτων, επιστημονικές θεωρίες που επιχειρούν να κατανοήσουν τον υποκειμενικό ή νοητικό χρόνο, όπως αυτός βιώνεται από τους ανθρώπους στην καθημερινή τους ζωή.

Κοινός παρονομαστής αλλά και αφετηρία των σύγχρονων νευροψυχολογικών μοντέλων του νοητικού χρόνου είναι η παραδοχή ότι υπάρχει ένας κεντρικός εγκεφαλικός μηχανισμός για τη μέτρηση του χρόνου, ένα είδος εγκεφαλικής κλεψύδρας που συσσωρεύει και «καταμετρά» στιγμές του νοητικού χρόνου.

Ενας «συσσωρευτής δευτερολέπτων», όπως αφελώς τον περιέγραψε ο Μαρκ Γουίτμαν (Marc Wittmann), επιφανής καθηγητής στην Ψυχιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας ο οποίος επί σειρά ετών μελέτησε τις εγκεφαλικές προϋποθέσεις της αίσθησης του χρόνου. Η αφέλεια του Γουίτμαν συνίσταται στο ότι παρομοιάζει το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο με ένα «νευρωνικό εκκρεμές» που η κάθε του αιώρηση αντιστοιχεί στο τικ-τακ ενός μηχανικού ρολογιού.

Στην πραγματικότητα, πρόκειται για περισσότερα από ένα νευρωνικά κυκλώματα, η λειτουργία των οποίων συνίσταται στο ότι απλώς καταγράφουν νευρικές ώσεις, ενώ ο συνολικός αριθμός των καταγεγραμμένων νευρικών ώσεων αντιστοιχεί στη χρονική διάρκεια στην οποία έλαβε χώρα μια πράξη. Το ζήτημα βέβαια είναι αν αυτά τα νευρωνικά χρονόμετρα «καταγράφουν» παθητικά χρονικές στιγμές ή αν, αντίθετα, τις δημιουργούν. Εξάλλου, τα δευτερόλεπτα, τα λεπτά και οι ώρες είναι μόνο μια εντελώς αυθαίρετη ανθρώπινη διαίρεση του χρόνου.

Πάντως, από τις μέχρι σήμερα έρευνες προκύπτουν μερικά εξαιρετικά ενδιαφέροντα συμπεράσματα. «Σύμφωνα με το καθιερωμένο γνωστικό μοντέλο, όσο περισσότερη προσοχή δίνουμε στον χρόνο τόσο αυξάνεται η υποκειμενική αίσθηση της διάρκειάς του», υποστηρίζει ο Γουίτμαν. Αυτό συμβαίνει επειδή τα «τικ-τακ» του νευρωνικού χρονόμετρου συσσωρεύονται μονάχα όποτε εστιάζουμε την προσοχή μας στον χρόνο ή όταν βρισκόμαστε σε κατάσταση επιφυλακής. Πράγματι, όπως διαπίστωσαν πειραματικά, όποτε εστιάζουμε την προσοχή μας, η συχνότητα των νευρικών ώσεων αυξάνει, συνεπώς αυξάνει και η συχνότητα των ώσεων που καταγράφονται από την εγκεφαλική κλεψύδρα.

Αρχίζουμε λοιπόν να υποψιαζόμαστε το γιατί και κυρίως το πώς η ψυχολογική μας διάθεση μπορεί να επηρεάζει την υποκειμενική μας αντίληψη του χρόνου. Αυξάνοντας ή, εναλλακτικά, μειώνοντας τα νευρωνικά σήματα, θέτουμε σε κίνηση ή αδρανοποιούμε τους χρονοδείκτες του εγκεφαλικού μας ωρολογιακού μηχανισμού, δηλαδή, σαν να λέμε, θέτουμε σε κίνηση τους «κόκκους άμμου» στην εγκεφαλική μας κλεψύδρα. Ισως γι’ αυτό όταν βαριόμαστε ή όταν βιώνουμε κάτι παθητικά, έχουμε την εντύπωση ότι ο χρόνος δεν περνά: η προσοχή μας παγιδεύεται σε ένα αενάως επεκτεινόμενο παρόν.

Πού όμως εντοπίζονται αυτά τα εγκεφαλικά χρονόμετρα; Και από ποια εγκεφαλικά υποστρώματα αναδύεται η ανθρώπινη αίσθηση του χρόνου; Σε αυτά τα αποφασιστικά ερωτήματα δεν υπάρχουν ακόμη οριστικές απαντήσεις.

Για την ώρα, οι απόψεις των ειδικών διίστανται: ορισμένοι υποστηρίζουν ότι η εγκεφαλική κλεψύδρα βρίσκεται κάπου μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των βασικών γαγγλίων. Αλλοι υποστηρίζουν ότι τέτοιες «κλεψύδρες» είναι διάσπαρτες σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου μας: εντοπίζονται δηλαδή σε ειδικά νευρωνικά κυκλώματα κατανεμημένα στο σύνολο του εγκεφάλου.

Πάντως, ο ανθρώπινος νους -αυτή η πολύπλοκη βιολογική χρονομηχανή- φαίνεται πως διαθέτει την αξιοπερίεργη ικανότητα να παραβιάζει καταφανώς και συστηματικά κάθε χρονικό περιορισμό.

Μόνο ο ανθρώπινος νους μπορεί να υπερβαίνει το φράγμα του χρόνου, επιτρέποντάς μας να πραγματοποιούμε απαγορευμένα ταξίδια στον χρόνο: όχι μόνο να ανασυγκροτούμε το πιο μακρινό παρελθόν μας, αλλά και να σχεδιάζουμε το απώτερο μέλλον μας.

Εφικτά και ανέφικτα ταξίδια στον χρόνο σύμφωνα με τον Αϊνστάιν

Οταν κάποτε ρώτησαν τον Αϊνστάιν «τι είναι ο χρόνος;», αυτός απάντησε χωρίς περιστροφές: «ό,τι μετράνε τα ρολόγια μας». Με αυτήν την προκλητική δήλωση ο μεγάλος ανανεωτής των κλασικών εννοιών του χώρου και του χρόνου στη φυσική ήθελε να υπογραμμίσει ότι, για τη σύγχρονη φυσική, ο χρόνος δεν είναι «κάτι τι» που μπορεί να συλληφθεί ανεξάρτητα από τον τρόπο που τον μετράμε, δηλαδή ανεξάρτητα από το πώς καταγράφουμε την παρουσία του.

Και τα ταξίδια στον χρόνο; Σύμφωνα με την ειδική θεωρία της σχετικότητας, κανένα ταξίδι στο παρελθόν δεν είναι επιτρεπτό και αυτό γιατί κανένα γνωστό υλικό αντικείμενο δεν μπορεί να ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός ή ταχύτερα. Οσο για τα ταξίδια στο μέλλον, αυτά είναι ίσως εφικτά επειδή προβλέπονται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας.

Ωστόσο, η θεωρία της ειδικής σχετικότητας απαγορεύει σε οποιοδήποτε υλικό σωματίδιο (με μη μηδενική μάζα ηρεμίας) να κινείται με ταχύτητα ίση ή μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός. Βέβαια, κάποιοι θεωρητικοί φυσικοί υποθέτουν ότι υπάρχουν και κάποια παράδοξα «σωματίδια», τα ταχυόνια (tachyons), τα οποία κινούνται με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός.

Εκτός από τους συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας που, στα βιβλία τους, καταφεύγουν στα ταχυόνια για να δημιουργήσουν αληθοφανείς ιστορίες ταξιδιών στον χρόνο, αρκετοί επιφανείς θεωρητικοί φυσικοί χρησιμοποιούν τα ταχυόνια προκειμένου να διερευνήσουν τη δυνατότητα υπέρβασης του «φράγματος του χρόνου».

Ενα εναλλακτικό μοντέλο υποστηρίζει ότι τα ταξίδια στον χρόνο είναι εφικτά και προβλέπονται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας. Χωρίς να παραβιάζει το αξίωμα της μη υπέρβασης της ταχύτητας του φωτός, ένα υλικό αντικείμενο μπορεί να ταξιδεύει στον χρόνο «απλώς» εκμεταλλευόμενο τις στρεβλώσεις ή τις καμπυλώσεις του χωροχρόνου.

Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιεί τις μαύρες τρύπες ως χωροχρονικές παρακαμπτηρίους που ενώνουν δύο αρκετά απομακρυσμένα σημεία στον χώρο και άρα στον χρόνο.

Η μεγάλη μάζα των μαύρων τρυπών παραμορφώνει ή, ακριβέστερα, στρεβλώνει τη γεωμετρία του χωροχρόνου, επιτρέποντας έτσι σε δύο πολύ απομακρυσμένα σημεία να συμπίπτουν χωροχρονικά και να επικοινωνούν.

Τέτοια «τούνελ» στον χωροχρόνο οι φυσικοί τα αποκαλούν «σκουληκότρυπες» και ορισμένοι εικάζουν ότι ίσως κάποτε αποδειχτούν το κλειδί για την επίτευξη ταξιδιών στον χρόνο.

Συντάκτης: Σπύρος Μανουσέλης 
efsyn
13/1/2016                                                                                                                                                                                                                                                                                

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου